カロテノイド生産乳酸菌が持つ新規酸化ストレス応答因子と抗酸化物質の探索

• 研究課題/領域番号: 16K08012
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生産科学
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 萩 達朗 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門 畜産物研究領域, 主任研究員 (00510257)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 乳酸菌 / カロテノイド / 抗酸化物質 / 発現制御

研究成果の概要

本研究では、黄色カロテノイドを生産する乳酸菌から新たな抗酸化物質を見つけることを目的としている。そこで、酸化ストレスに応答すると予想される遺伝子の解析および、抗酸化物質候補が細胞に与える抗酸化作用について検討した。
その結果、黄色カロテノイド(ジアポニューロスポレン)を合成する遺伝子とは別の遺伝子群を発見し、実際、これら遺伝子が黄色カロテノイドを別カロテノイド（派生物質）に変換することを明らかにした。また、派生物質の細胞に対する抗酸化作用を調べた結果、弱い抗酸化作用が観察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

乳酸菌はプロバイオティクスとして、ヒトを含む動物に有益な効果をもたらす微生物として知られている。本研究では、乳酸菌の新たな有用物質としてカロテノイドに着目し、新規抗酸化物質の探索を行った。乳酸菌が主に生産する黄色カロテノイドをさらに修飾し、数種のカロテノイド派生物が生産されることが確認され、新たな学術的知見が得られた。また、これら派生物には弱いながらも抗酸化作用が確認できたことから、新たな機能性成分として健康維持に貢献できる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Carotenoid-Producing Enterococcus gilvus CR1, Isolated from Raw Cow's Milk (2018)
  • 著者名/発表者名: Shun Ohki,Tatsuro Hagi,Kazuma Nakano,Akino Shiroma,Hinako Tamotsu,Makiko Shimoji,Misuzu Shinzato,Noriko Ashimine,Maiko Minami,Tetsuhiro Nakanishi,Kuniko Teruya,Kazuhito Satou,Naoko Moriya,Miho Kobayashi,Masaru Nomura,Chise Suzuki,Takashi Hirano
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: ７ 号: 10
  • DOI: 10.1128/mra.00988-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-transcriptome analysis of oxidative stress response genes in carotenoid-producing Enterococcus gilvus (2017)
  • 著者名/発表者名: Hagi Tatsuro、Kobayashi Miho、Nomura Masaru
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1080/09168451.2017.1399790
  • 査読あり
• [学会発表] 乳酸菌が生産するカロテノイドの生産機構と生理作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 萩 達朗、小林 美穂、守谷 直子、木元 広実、野村 将
  • 学会等名: 2018年度日本乳酸菌学会泊まり込みセミナー
• [学会発表] Microarray analysis of the effect of carotenoid-producing recombinant Lactococcus lactis on THP-1 cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Hagi Tatsuro, Naoko Moriya, Hiromi Kimoto, Kobayashi Miho, Nomura Masaru
  • 学会等名: IPC2018
  • 国際学会
• [学会発表] Modification of carotenoid pigment from yellow to orange color in lactic acid bacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: Hagi Tatsuro, Kobayashi Miho, Nomura Masaru
  • 学会等名: IUMS2017
  • 国際学会
• [学会発表] Transcriptome analysis of carotenoid-producing Enterococcus gilvus under carotenoid-inducing culture condition (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Hagi, Miho Kobayashi, Masaru Nomura
  • 学会等名: 5th Asian Federation of Societies for Lactic Acid Bacteria International Symposium
  • 発表場所: Howard International House, Taipei (台湾)
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Carotenoid-based Stress Response Mechanism in Lactic Acid Bacteria (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuro Hagi
  • 学会等名: 5th Asian Federation of Societies for Lactic Acid Bacteria International Symposium
  • 発表場所: Howard International House, Taipei (台湾)
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会 / 招待講演